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Theoretische Grundlagen

Aktive Strukturen

Unter den Begriff aktive Strukturen fallen die Muskeln. Der menschliche Körper umfasst ca. 650 Muskeln (davon ungefähr 400 Skelettmuskeln), was bei einem jungen Mann zwischen 40-50% der Körpermasse ausmacht. Die Muskeln können nur ziehen und führen die Bewegungen aktiv aus. Die meisten inneren Organe sowie die Steuerungs- und Regulationssysteme dienen hauptsächlich der Muskelaktivität. Werden die Muskeln nicht beansprucht, so bilden sie sich zurück. Jährlich verliert ein Mensch ungefähr 1% seiner Muskelmasse, wenn nichts dagegen unternommen wird.

Die aktiven Strukturen erfüllen folgende Aufgaben:

  • Haltung, Statik und Bewegung
  • Dämpfung
  • Stoffwechsel und Energieumwandlung
  • Wärmeproduktion (Körpertemperatur wird durch Muskelaktivität aufrechterhalten)
  • Atmung (Brust- und Schultermuskulatur dienen als Atemhilfsmuskulatur)
  • Schutz (Stabilisieren der Wirbelsäule und der Gelenke sowie der Schutz der Bauchorgane)
  • Muskelpumpe (unterstützt den Blutfluss in den Venen)

 

Aufbau eines Muskels

Es gibt drei Arten von Muskelgewebe:

  • Skelettmuskulatur
  • Herzmuskulatur
  • Glatte Muskelfasern in den Blutgefässen und am Verdauungstrakt

 

Aufbau und Funktionsweise der Skelettmuskulatur

  • In den Skelettmuskeln werden Muskelfasern durch feine Bindegewebshüllen zu Muskelfaserbündeln zusammengefasst. Viele Muskelfaserbündel bilden einen Muskel, der seinerseits durch eine derbe Bindegewebshülle (Faszie) zusammengehalten und geschützt wird. Jede Muskelfaser enthält viele parallel zur Faserrichtung angeordnete Myofibrillen.
  • Die Myofibrillen sind schlauchförmig, haben einen Durchmesser von etwa 1-2µm und erstrecken sich über die ganze Länge der Muskelfaser. Sie bestehen aus hintereinander angeordneten Sarkomeren. Deshalb erscheinen sie unter dem Mikroskop quergestreift.
  • Die Sarkomere sind die kontraktilen Funktionseinheiten der Myofibrillen. Sie bestehen aus einer Reihe hintereinandergeschalteter Eiweissmoleküle, dem Aktin-  und Myosinfilament. Die Aktin- und Myosinfilamente überlappen sich, so dass die Myosinköpfchen mit den Aktinfilamenten interagieren können. Diese Interaktion führt, wenn der Muskel durch das Nervensystem angesteuert wird, zu einer Kontraktion des Muskels. In einer Kontraktion ziehen die Myosinköpfchen die Aktinfilamente zusammen, dies geschieht im ganzen Muskel gleichzeitig, was dann zur Kontraktion des ganzen Muskels führt. Dieser Vorgang benötigt Energie in Form von ATP.

 

 

 

Fasertypen

Es gibt unterschiedliche Fasertypen, aus welchen die Muskeln aufgebaut sind. Grob lassen sich zwei Typen unterscheiden:

Typ I-Fasern

ST-Fasern (slow-twitch) oder auch dunkle bzw. rote Fasern sind eher dünne, langsam zuckende und damit tendenziell langsam kontrahierende Muskelfasern. Sie sind auf Dauerleistung (z.B. Marathon, Radrundfahrten) mit begrenztem Kraftaufwand ausgelegt und ermüden nur sehr langsam. Entsprechend kommen sie vor allem in Muskeln vor, welche langanhaltende statische Aufgaben erfüllen. Die ST-Fasern gewinnen ihre Energie aerob, wobei der dazu benötigte Sauerstoff dem Blut entnommen wird. Sie werden auch Typ-1-Fasern und oxidative Fasern genannt.

Typ II-Fasern

FT-Fasern (fast-twitch) oder auch helle bzw. weisse Fasern sind dicke und schnell kontrahierende Muskelfasern. Sie verbrauchen mehr Energie und ermüden schneller. Sie werden auch Typ-II-Fasern oder glykolytische Fasern genannt. Aus solchen Fasern bestehen die Muskeln, welche dynamische Aufgaben erfüllen (z.B. Sprint, Boxen). Für die Typ-II-Fasern werden weiter zwei Gruppen unterschieden: Typ-IIa-Fasern (FTO-Fasern) und Typ-IIb-Fasern (FTG-Fasern). Die FTO-Fasern sind verhältnismässig ermüdungsresistenter als die FTG-Fasern, welche dafür schneller kontrahieren können.

Die Muskelfaserverteilung ist weitgehend genetisch bestimmt. Die Umwandlung von FT-Fasern in ST-Fasern ist möglich, jedoch umgekehrt kaum realisierbar (schneller werden können alle, zum Sprinter wird man geboren). Der Intermediärtyp (FTO) ist in seinen Eigenschaften zwischen roter und weisser Muskulatur angesiedelt. Durch gezieltes Training lässt sich dieser Typ im Gegensatz zu den anderen in die eine oder andere Richtung beeinflussen.

 

Kontraktionsformen

Muskelarbeit bedeutet Kontraktion von Muskeln. Nicht jede Bewegung erfordert die gleiche Art von Kontraktion, daher werden zwei Formen unterschieden.

 

Muskelgruppen

Jedes Gelenk wird von (mindestens) zwei Muskeln kontrolliert, welche gegeneinander wirken. Die Agonisten und die Antagonisten sind gleichberechtigte Partner. Sie übernehmen abwechslungsweise die Führungsrolle. Erst ihre sich ergänzende Wirkung ermöglicht koordinierte Bewegungen. Die Agonisten leisten die Hauptarbeit. Die Antagonisten kontrollieren als Gegenspieler die Bewegungen, indem sie bremsend, dosierend und stabilisierend nachgeben. Wenn Agonist und Antagonisten gleichermassen (statisch) aktiv sind, heben sich ihre Drehmomente gegenseitig auf, sodass bestimmte Gelenkswinkelstellungen und Haltungen fixiert werden.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Stabilisierende Muskeln

Diese Muskeln bestehen vorwiegend aus den ausdauernden ST-Fasern und können somit leichte Arbeit über eine längere Zeit ausführen. Solche Muskeln sind für die Stabilisierung der Wirbelsäule, des Schultergelenks, des Schulterblattes und des Fussgewölbes zuständig. Für eine gesunde Körperhaltung ist die Ausbildung dieser stützenden Muskeln von grosser Bedeutung. Sind die stabilisierenden Muskeln nicht genügend ausgebildet, so kann es zu einer Überbeanspruchung der Bewegungsmuskeln kommen, weil die fehlende Stabilisierung durch den Einsatz grösserer Muskeln kompensiert wird. Die Bewegungsmuskeln sind aber nicht für solche langanhaltenden Beanspruchungen ausgelegt.

Bewegungsmuskeln

Diese Muskeln sind für die sogenannte Zielmotorik, also alle dynamischen Aufgaben zuständig. Sie bestehen eher aus den FT-Fasern. Mit den Bewegungsmuskeln werden alle schweren Arbeiten ausgeführt, die nicht langanhaltend ausgeübt werden. Wie oben beschrieben wird es zu einem Problem, wenn mit Bewegungsmuskeln Schwächen der stabilisierenden Muskeln kompensiert werden, weshalb es sehr wichtig ist, dass beide Muskelgruppen genau gleich gut trainiert werden.

 

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